中国空间科学迈入世界一线方阵

即将过去的2021年，我国痛失了27位科学院和工程院的院士，他们是我国科技事业的脊梁和各个学科领域的带头人。2021年5月22日逝世的袁隆平院士一生致力于杂交水稻技术的研究、应用与推广，为中国人“把饭碗端在自己手里”和世界粮食的稳产、增产作出了巨大贡献。27位院士的研究领域涵盖了天文学、射电天文学、油气工程学、高分子物理学、数学、核动力物理学和爆炸力学、微生物化学和分子遗传学、有机化学和药物化学、医学技术经济学和工程管理学、工程热物理学、湿地生态学、矿物学、建筑工程学和地基与基础工程学、地下水动力学、无机化学和材料学、地球物理学和大地测量学、微波物理和光纤学、空气动力学、土壤微生物学、古人类学等。

中科院物理所的何祚庥院士和其老夫人在一期自媒体类型的视频节目中说了真话：这些年在基础科学领域投了大量的钱，很多人就以为我们在科技领域超过或赶上了美国，我们在诸多科学领域取得了很大进步，但在一些高科技领域差得很远。何院士和老夫人“你一句，我一句”地说个不停，他们到医院检查身体，医生告诉他们，95%的高端医疗设备是从发达国家进口的，这些检测设备都应用了物理学的基本原理。何院士戴的助听器产自国外，核心的部件还是芯片，而助听器技术被国外的四大厂商垄断。何老和老夫人少点灰心，多点信心，我们引进了高铁、龙门吊、隧道掘进机等装备制造技术，现在不也在消化、吸收、改进的过程中做到了世界一流吗？我们的地铁和高铁设备现已大批出口到包括发达国家在内的世界多个国家。

中科院物理所的年老物理学家何祚庥和年轻物理学家曹则贤、中科院国家天文台的天体物理学家张双南在不同的时间和场合都说出了一个事实：近代以来，中国人对人类基础物理学和天文学的贡献几乎为零。近代中国缺失了科学，这被学界称之为“李约瑟现象”，没有基础科学的突破，科学技术的进步失去了根基，前者是后者的理论基础，后者是前者的应用和转化。杨振宁和李政道两位大物理学家早年在美国的研究机构发现了“宇称不守恒定理”，杨振宁回归了中国籍，他在基础物理学领域取得了重大突破，现在应算在中国科学家的账上。国人在近代以来似乎在基础物理和基础哲学领域都没有取得显著的突破，表现在还未取得物理诺奖，杨和李的物理诺奖是在美国取得的。科学研究靠科学家，基础哲学的“空白”也是一个机会，创建新科学哲学的原理体系，这多少可以填补基础哲学研究领域的空白，尝试总比抱怨好。

空间科学是中国科学家最有希望取得突破性成果的科学领域之一。2013年，中国和智利开展了科学交流与合作，中科院在智利大学成立了南美天文研究中心。2016年11月22日，中国国家天文台和智利北方天主教大学签订了合作协议，国家天文台将在智利北部的阿塔卡马荒漠高原建设一座大型的光学望远镜基地，这将是中科院在南极天文台之后建设的第二个海外天文观测基地。欧洲南方天文台的帕拉纳天文台是世界顶级的观测站之一，设有4台8米口径的巨型光学望远镜。帕拉纳天文台所在的安第斯山脉和阿塔卡马高原拥有适合天文观测的气象条件，中国“南方天文台”的选址也是考虑了帕拉纳天文台一年大约有320个无云夜空，绝佳的天空观测场所吸引了中国、美国、欧洲和日本等国的天文学家，全球将近3／4的大口径光学望远镜都设在了位于智利北部、太平洋东岸的高原地带。

2019年4月13日，天文史上首张通过计算机处理和射电望远镜收集数据而得到的黑洞照片在科学界和网媒上引起了不同寻常的反响，中国科学家参与了黑洞成像的国际合作项目。“拍摄”黑洞首幅照片的主要“相机”是欧洲南方台的阿塔卡马大型毫米／亚毫米波阵列射电望远镜或ALMA，它是全球“事件视界望远镜”的一个主要组成部分，由66台口径7到12米的抛物面天线组成，大型射电望远镜阵列的直径达到了16公里，分辨率超过了哈勃望远镜的10倍。2011年的诺贝尔物理学奖授予了科学家对宇宙加速膨胀的天文观测成果，2017年，多个国家的天文团队在双中子星的碰撞中发现了引力波事件的光学对应体，这些重大的观测成果都依赖于位于智利阿塔卡马的光学和射电天文台。1963年，欧洲南方天文台在智利设立，近60年之后的2016年，中国启动了在“天空之国”智利的文特峰筹建大型观测台的计划。

中国空间站工程巡天望远镜或CSST将按计划在2024年发射升空，在近地轨道进行巡天观测，中国的首台大型太空光学望远镜或中国的“哈悖望远镜”将是中国观测天文学和天体物理学迈向国际前沿的一次重大机遇。1990年4月，哈勃太空望远镜进入到地球近太空600公里的运行轨道，中国首个大型太空望远镜的在轨运行仅比哈勃太空望远镜迟了30多年。2020年，中科院成立了空间站工程巡天望远镜科学工作联合中心和四个科学分中心，中科院国家天文台负责2米口径太空光学望远镜的硬件和数据处理系统的综合研制。中国的巡天光学望远镜将与中国空间站共轨并独立运行，设计的运行期限为10年，可临时停靠空间站，进行后续的补给和维护升级工程。中国的CSST、欧航局的欧几里德和美航局的罗曼巡天太空望远镜基本上是同期发射，取代哈勃望远镜的全新一代詹姆斯-韦伯太空望远镜将于今年的12月底发射升空，它的研制费用高达75亿美元。